Учёные из Висконсинского Университета в Мэдисоне в соавторстве с коллегами из Калифорнийского Университета Сан-Франциско модифицировали известную методику CRISPR с целью изучения генетических мишеней ряда антибиотиков. Использованный метод, CRISPRi, является модификацией известного метода редактирования генома, однако сам не направлен на изменение структуры ДНК. Вместо этого, комплекс CRISPRi просто «садится» на ДНК, блокируя доступ к ней других белков, таким образом снижая уровень экспрессии гена, на который «сел» комплекс. Результатом этого является уменьшение количества определённого белка в клетке.
В своей работе исследователи задействовали ещё более сложную модификацию методики: Mobile-CRISPRi, которая позволяет учёным проводить скрининг функционирования антибиотиков на широком спектре патогенных бактерий.
Многие патогенные бактерии мало изучены и являются некультивируемыми, что затрудняет работу с ними. Особенность методики по сравнению с CRISPRi состоит в простоте переноса комплексов из клеток «модельных» бактерий, таких как E.coli, в клетки различных патогенных видов бактерий при помощи конъюгации – одной из форм бактериального полового процесса. Использование такой системы позволяет изучать гены не только на известных модельных объектах, но и на только что выделенных из окружающей среды образцах, не имеющих аналогов в виде культуры.
Впервые этот метод был опробован при исследовании выделенной из сыров культуры бактерии Vibrio casei. Методика Mobile-CRISPRi была использована для изучения механизмов, за счёт которых бактерии колонизируют сыр и помогают ему созревать. Полученные результаты свидетельствуют о том, что метод будет эффективен также при исследовании любых недостаточно изученных бактерий, как патогенных, так и полезных для человека.
Данные исследования влияния ряда бактериальных генов на антибиотики показали, что при блокировании определённых генов бактерии становятся более чувствительны к низким дозам антибиотика, что свидетельствует о наличии взаимосвязи между антибиотикорезистентностью и генами. Эти результаты могут помочь учёным установить, как именно антибиотики подавляют рост патогенов, что в итоге позволит разработать новые антибиотики и усовершенствовать уже имеющиеся.
Авторы статьи предлагают методику другим учёным для работы над их бактериальными объектами.
Статья Peters et al. Enabling genetic analysis of diverse bacteria with Mobile-CRISPRiопубликована в Nature Microbiology.
Анастасия Позняк, портал «Вечная молодость» http://vechnayamolodost.ru/ по материалам University of Wisconsin-Madison: Gene-editing tool now being used to develop better antibiotics.
